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2023 Fiscal Year Annual Research Report

New material design for peculiar photomechanical phenomena of organic photochromic crystals

Research Project

Project/Area Number 21H02016
Research InstitutionOsaka Metropolitan University

Principal Investigator

小畠 誠也  大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (00325507)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsフォトクロミズム / 結晶 / フォトメカニカル / ジアリールエテン / 相転移 / 結晶成長 / 光異性化反応
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、有機フォトクロミック結晶のフォトメカニカル現象のうち、特異な変形挙動の解明とフォトメカニカル現象への新規な材料設計を進めてきた。令和3年度には、これらの単純な動きとは異なり、異常なフォトメカニカル挙動の創出とその現象の解明に着手し、ジアリールエテン双晶における異常な屈曲挙動のメカニズム解明、ジアリールエテン結晶における光誘起高速ピーリング、9-メチルアントラセン結晶における特異な光反応と結晶サイズ変化、ジアリールベンゼンのナノ粒子作成とそのフォトクロミック挙動、ジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に取り組み、研究成果が得られた。令和4年度には、引き続きジアリールエテン結晶の特異な光誘起往復運動に関する研究に取り組み、新たな光誘起往復運動を起こす結晶が見つかった。さらに、分子構造の観点から、新しいジアリールエテンの結晶フォトメカニカル挙動についても検討し、屈曲速度と分子構造の関係について検討した。最終年度の令和5年度には、これまで見つかった特異な3段階光誘起屈曲挙動に着目し、そのメカニズムの解明に取り組んだ。さらに、結晶成長制御についても検討し、昇華による結晶化における基板と結晶成長の関係を明らかにし、効率の良い中空結晶の作製に成功した。これらの中空結晶のフォトメカニカル挙動についても検討した。さらに、ジアリールエテンだけでなく、アントラセン誘導体、2,5-ジスチリルピラジン、1,4-ジフェニレンジアクリル酸エステルの単結晶光異性化反応における特異なフォトメカニカル挙動についても明らかにした。以上のように、特異なフォトメカニカル挙動の創製とそのメカニズムの解明に取り組み、多くの研究成果が得られた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (32 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学リバーサイド校(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学リバーサイド校
  • [Journal Article] Suppression of Photocyclization of an Inverse Type Diarylethene Derivative by Inclusion into β‐Cyclodextrin2024

    • Author(s)
      Suganuma Misato、Kitagawa Daichi、Hamatani Shota、Sotome Hikaru、Ito Syoji、Miyasaka Hiroshi、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      ChemPhotoChem

      Volume: 8 Pages: e20230024

    • DOI

      10.1002/cptc.202300244

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of α-Substitution on Dibenzoylmethanatoboron Difluoride on Evaporative Crystallization2024

    • Author(s)
      Ito Fuyuki、Mochiduki Yoshifumi、Fujimoto Yushi、Kitagawa Daichi、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 128 Pages: 1469~1476

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.3c07353

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical properties and peculiarities of molecular crystals2023

    • Author(s)
      Awad Wegood M.、Davies Daniel W.、Kitagawa Daichi、Kobatake Seiya、et al.
    • Journal Title

      Chemical Society Reviews

      Volume: 52 Pages: 3098~3169

    • DOI

      10.1039/D2CS00481J

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prediction of Half-Life Time in Thermal Back Reaction of Photochromic Diarylbenzenes by Screening Approach2023

    • Author(s)
      Hamatani Shota、Kitagawa Daichi、Nakahama Tatsumoto、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 96 Pages: 496~502

    • DOI

      10.1246/bcsj.20230074

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of Hyperbranched Photomechanical Crystals Composed of a Photochromic Diarylethene2023

    • Author(s)
      Isobe Mami、Kitagawa Daichi、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 88 Pages: e202300428

    • DOI

      10.1002/cplu.202300428

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diarylethene Photoswitches Undergoing 6π Azaelectrocyclic Reaction: Disrotatory Thermal Cycloreversion of the Closed-Ring Isomer2023

    • Author(s)
      Hamatani Shota、Kitagawa Daichi、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      Volume: 14 Pages: 8277~8280

    • DOI

      10.1021/acs.jpclett.3c02207

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solvent dependence on the thermal cycloreversion reaction of photochromic diarylbenzene derivatives2023

    • Author(s)
      Morimoto Yusuke、Kitagawa Daichi、Hamatani Shota、Kobatake Seiya
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 53 Pages: upad023

    • DOI

      10.1093/chemle/upad023

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フォトクロミックジアリールエテン薄膜の球晶における中空ロッド結晶の生成機構の解明2024

    • Author(s)
      磯辺 茉実、北川 大地、小畠 誠也
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] 1,4-フェニレンジアクリル酸ジメチルの単結晶における協同的光化学反応と結晶形状変化2024

    • Author(s)
      友田 怜、北川 大地、小畠 誠也
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] 熱閉環反応を示すアザジアリールエテンのフォトクロミック反応挙動2024

    • Author(s)
      濱谷 将太、北川 大地、小畠 誠也
    • Organizer
      日本化学会第104春季年会(2024)
  • [Presentation] Photochromic Diarylethenes Undergoing 6π Azaelectrocyclic Reaction2023

    • Author(s)
      Shota Hamatani, Daichi Kitagawa, Seiya kobatake
    • Organizer
      The 31st International Conference on Photochemistry
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of substrate surfaces on vapor phase crystal growth of a photochromic diarylethene2023

    • Author(s)
      Mami Isobe, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      International Symposium of the Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University: World-Leading Engineering Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Substrate on Vapor Phase Crystal Growth of Diarylethene and Photomechanical Behaviors of Rod Crystals2023

    • Author(s)
      Mami Isobe, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      Twenty-Sixth Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr 2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Usual and unusual photomechanical behaviors of photochromic diarylethene crystals2023

    • Author(s)
      Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Diarylethene photoswitches undergoing 6π azaelectrocyclic reaction: disrotatory thermal cycloreversion2023

    • Author(s)
      Shota Hamatani, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Elucidation of the mechanism of unique photoinduced two-step bending behavior of diarylethene crystals2023

    • Author(s)
      Keita Shimizu, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acceleration of thermal bleaching reaction of a diarylbenzene having methoxy groups by proton coordination2023

    • Author(s)
      Yusuke Morimoto, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Isolation and structure determination of minor byproducts produced by photochromic reaction of a diarylethene2023

    • Author(s)
      Masashi Araki, Daichi Kitagawa, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Microscopic observation of the photochemical reaction of anthracene derivatives in single crystals2023

    • Author(s)
      Sogo Kataoka, Daichi Kitagawa, Hikaru Sotome, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between photocyclization reactivity and dihedral angle of aryl group in inverse type diarylethenes2023

    • Author(s)
      Daichi Kitagawa, Misato Suganuma, Shota Hamatani, Hikaru Sotome, Syoji Ito, Hiroshi Miyasaka, Seiya Kobatake
    • Organizer
      10th International Symposium on Photochromism (ISOP2023)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ジアリールエテン結晶における光誘起屈曲挙動の光照射波長依存性2023

    • Author(s)
      清水啓太, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] ジアリールエテン結晶の特異的なフォトメカニカル挙動のメカニズム解明2023

    • Author(s)
      﨏本侑佳, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] アントラセン誘導体単結晶における光反応の時空間解析2023

    • Author(s)
      片岡壮吾, 北川大地, 五月女光, 宮坂博, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] ジアリールエテンのフォトクロミック反応における副生成物の単離と構造決定2023

    • Author(s)
      荒木雅史, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] ジアリールエテンを用いた光開始型温度センサーの高分子固体媒体中での熱退色反応挙動2023

    • Author(s)
      亀田瑞季, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] ジアリールエテンポリマーを用いた光誘起変形材料の設計と合成2023

    • Author(s)
      小石真士郎, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      2023年光化学討論会
  • [Presentation] アントラセン誘導体単結晶の光反応進行過程の顕微鏡観察2023

    • Author(s)
      片岡壮吾, 北川大地, 五月女光, 宮坂博, 小畠誠也
    • Organizer
      第17回分子科学討論会
  • [Presentation] ジアリールエテン結晶の特異的な光誘起二段階屈曲挙動のメカニズム2023

    • Author(s)
      清水啓太, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      第31回有機結晶シンポジウム
  • [Presentation] 拡張型Finke-Watzkyモデルを用いたアントラセン誘導体単結晶における光反応の速度論解析2023

    • Author(s)
      片岡壮吾, 北川大地, 五月女光, 宮坂博, 小畠誠也
    • Organizer
      第31回有機結晶シンポジウム
  • [Presentation] ジアリールエテン結晶の特異的なフォトメカニカル挙動のメカニズム2023

    • Author(s)
      﨏本侑佳, 北川大地, 小畠誠也
    • Organizer
      第31回有機結晶シンポジウム
  • [Remarks] 大阪公立大学大学院工学研究科物質化学生命系専攻化学バイオ工学分野有機材料化学研究グループ

    • URL

      https://www.omu.ac.jp/eng/kobatakelab/index.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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